EP4175137A1 - Rotor for a dynamoelectric rotary machine - Google Patents
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- EP4175137A1 EP4175137A1 EP21205048.8A EP21205048A EP4175137A1 EP 4175137 A1 EP4175137 A1 EP 4175137A1 EP 21205048 A EP21205048 A EP 21205048A EP 4175137 A1 EP4175137 A1 EP 4175137A1
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
- H02K15/0012—Manufacturing cage rotors
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- H02K17/00—Asynchronous induction motors; Asynchronous induction generators
- H02K17/02—Asynchronous induction motors
- H02K17/16—Asynchronous induction motors having rotors with internally short-circuited windings, e.g. cage rotors
- H02K17/20—Asynchronous induction motors having rotors with internally short-circuited windings, e.g. cage rotors having deep-bar rotors
Definitions
- the object of the invention is to reduce or avoid mechanical stresses.
- a rotor for a dynamoelectric rotary machine in particular an asynchronous machine, with a rotor stack and a squirrel cage, the squirrel cage having a plurality of electrically conductive cage bars and electrically conductive short-circuit rings, the squirrel cage bars in slots of the rotor stack are arranged, wherein the cage bars are connected to at least one short-circuit ring, wherein the cage bars have a notched area.
- a short-circuit ring is advantageously attached to a front axial end as well as to a rear axial end of the rotor stack.
- the invention is particularly well suited for rotors in which the cage bars and short-circuit ring are connected by laser welding and/or by electron beam welding.
- the short-circuit ring is welded to the cage bars, preferably radially from the outside.
- others are also suitable for connecting the cage bar and short-circuit ring Processes that enable a material connection.
- An embodiment is advantageous in which the notched area lies in an opening of the short-circuit ring.
- a groove base diameter in the short-circuit ring can thus be increased.
- the short-circuit ring can have more material and thus be more stable. There is less tension.
- An embodiment is advantageous in which a transition from the notched area to another area of the cage bar has a rounding.
- An embodiment is particularly advantageous here, according to which a transition from the notched area to the other area is arcuate or in the shape of a segment of a circle.
- a curved or circular segment design ensures an even distribution of stress, especially in the area of this transition.
- one end of the notched area lies in one plane with one end of the short-circuit ring.
- the notched area can have a smaller diameter than the remaining area of the cage bar.
- the notched area can also be referred to as a notched area.
- notch describes a local removal of cross-sectional parts of a component.
- a notch can also mean that external cross-sectional parts of the component are not present from the start.
- the invention offers the advantage that no speed limitation is necessary. High speeds can be achieved.
- the mechanical stresses in the short-circuit ring, in particular in openings in the short-circuit ring, can be significantly reduced, and a notch effect is reduced.
- the rotor is suitable for many load cycles that exceed 100,000 cycles, since there is no risk of material fatigue and there is no risk of a connection point between the cage bar and the short-circuit ring breaking.
- An operational stability of the rotor can be ensured because a reduction in the mechanical stresses, in particular in the short-circuit ring, in particular in the base of the slot, is reduced.
- the object is also achieved by a cage bar for a rotor and by a dynamo-electric rotary machine having such a rotor.
- the described cage bars with the notched area are particularly well suited for a short-circuit ring having a plurality of axially extending openings, the openings being arranged at least substantially around a center point, with at least one radial end of the opening having an elliptically shaped section.
- the elliptically shaped section advantageously has an elliptical ratio of height to width which is between 0.2:1 and 0.6:1.
- the shorting ring may have at least one circular section adjacent to the elliptical section.
- the circular section has advantages in terms of production, since the openings in the short-circuit ring are formed, for example, by means of a milling cutter, and the circular section has a radius which advantageously resembles a radius of a milling tool.
- the short-circuit ring can have several short-circuit ring disks.
- the short-circuit ring disks are preferably connected to one another in a materially bonded manner.
- the material connection is z. B. by welding, advantageously carried out when the cage bars are also present in the openings, so that an integral connection of short-circuit ring disks with each other as well as with the cage bars can be achieved.
- FIG 1 shows a section along an axis of rotation through a rotor of an electrical machine.
- the figure shows a cage bar 103, a laminated core 24 and a shaft 25.
- the cage bar 103 is connected to short-circuit ring disks 4 , 41 , 42 , 43 , 44 , 45 by means of weld seams 46 .
- the short-circuit rings 4, ...,45 form a short-circuit ring 2 in the figure.
- a rotor advantageously has a plurality of cage bars 103 , with the cage bars 103 forming a squirrel-cage cage with the short-circuit ring 2 .
- FIG. 3 shows a section along an axis of rotation through a rotor of a dynamo-electric rotary machine.
- the figure shows a shaft 25 and a laminated core 24 .
- the notched area 311 (can also be called the area with a notch) is in the figure in an opening of the short-circuit ring 2, the short-circuit ring 2 also being formed in this figure by a plurality of short-circuit ring disks 4,...,45.
- the squirrel-cage cage ie a plurality of electrically conductive cage bars 3 and at least one electrically conductive short-circuit ring 2, preferably two electrically conductive short-circuit rings 2, are advantageously part of an asynchronous machine.
- All cage bars 3 advantageously have a notched area 311 .
- annular short-circuit disks 4 . . .
- Dynamoelectric rotary machines designed in this way can achieve high speeds without fear of material fatigue.
- the transition area 310 shown advantageously has a rounding, so a stress on the cage bar 3 can be kept low in this area.
- the short-circuit ring disks 4, ..., 45 are at least partially bonded to one another.
- FIG. 5 shows the rotor 21 in a view in which a section has been made through the cage bar 3 and also through an opening 11 of the short-circuit ring or the individual short-circuit ring disks.
- the short-circuit ring 2 is formed purely by way of example from six short-circuit ring disks 4, . . . , 45.
- the cage bars 3 are arranged in a rotor core 24 and protrude from it.
- the cage bars 3 are advantageously prefabricated cage bars.
- a stable connection is achieved by integrally connecting, in particular by means of welding, the short-circuit ring disks 4, ..., 45 to the cage bars 3 or by integrally connecting, in particular by means of welding, several short-circuit ring disks 4, ..., 45 to one another and to the cage bars 3 that can withstand high speeds.
- the short-circuit ring disks 4, ..., 45 can have shape deviations, for example to form a trough so that welding material can be introduced.
- the short-circuit ring 2 rests on the shaft 25 in the figure.
- the figure shows that the short-circuit ring has a plurality of openings 11 running axially.
- these openings 11 are at least substantially arranged around a center point M and have an elliptically shaped section.
- the rotor core 24 which is advantageously designed as a laminated core, also has a plurality of axially running openings, the openings being arranged at least essentially around a center point M.
- the opening 11 has at least one elliptical section 5 .
- the elliptical section 5 is advantageously formed at an opening 11 pointing in the direction of the center M.
- the figure shows an embodiment in which adjacent circular sections 7 and 8 are formed in addition to the elliptical section.
- the notch has a notch surface 31 in the figure.
- FIG 7 shows the rotor 21 in a front view.
- the rotor 21 has a plurality of openings 11 .
- the figure also shows the short-circuit ring 2 and the shaft 25.
- the openings 11 preferably run axially, relating to an axis of rotation of the rotor 21, as already shown in FIG 5 shown.
- the openings 11 are arranged around a center point M, with at least one radial end of the opening 11 having an elliptically shaped section 5 .
- FIG. 8 shows the dynamo-electric rotary machine 23, having a rotor 21 with a shaft 25 and a rotor core 24 and a stator 22.
- 9 shows a method for manufacturing the rotor 21.
- step S1 the rotor stack is provided.
- Cage bars are inserted into the axially extending openings of the rotor stack in a method step S2.
- At least one annular short-circuit disk 4, ...,45 is attached to cage bars 3 protruding from the rotor assembly.
- the short-circuit rings are connected to the cage bars in a cohesive manner, in particular by means of welding.
- At least one further annular short-circuit disk 4, . . . 45 can be attached in a method step S5.
- a cohesive connection, in particular by means of welding, of the annular short-circuit disks 4 . . . 45 to one another and to the cage bars 3 succeeds in a method step S6.
- Laser welding and/or electron beam welding is advantageous here.
- Other types of connection, in particular other types of welding, are also conceivable.
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Rotor (21) für eine dynamoelektrische rotatorische Maschine (23), insbesondere Asynchronmaschine, mit einem Rotorpaket (24) und einem Kurzschlusskäfig, wobei der Kurzschlusskäfig eine Mehrzahl an elektrisch leitfähigen Käfigstäben (3) und elektrisch leitfähigen Kurzschlussringen (2) aufweist, wobei die Käfigstäbe (3) in Nuten des Rotorpakets (24) angeordnet sind, wobei die Käfigstäbe (3) mit wenigstens einen Kurzschlussring (2) verbunden sind, wobei die Käfigstäbe (3) einen ausgeklinkten Bereich (311) aufweisen.The invention relates to a rotor (21) for a dynamo-electric rotary machine (23), in particular an asynchronous machine, with a rotor core (24) and a squirrel-cage cage, the squirrel-cage cage having a plurality of electrically conductive cage bars (3) and electrically conductive short-circuit rings (2). , wherein the cage bars (3) are arranged in grooves of the rotor core (24), the cage bars (3) being connected to at least one short-circuit ring (2), the cage bars (3) having a notched area (311).
Description
Hohe mechanische Spannungen, beispielsweise durch Kerbwirkung sowie eine damit hergehende Materialermüdung, treten häufig bei Rotoren für Asynchronmaschinen auf.High mechanical stresses, for example due to notch effects and the associated material fatigue, often occur in rotors for asynchronous machines.
Häufig sind hierbei diejenigen Stellen eines Kurzschlusskäfigs betroffen, bei welchen die Käfigstäbe in Öffnungen des Kurzschlussrings greifen.Frequently, those points of a squirrel cage are affected in which the cage bars engage in openings of the squirrel cage ring.
Durch Drehzahlbegrenzung kann die Materialermüdung verzögert werden. Dies schränkt jedoch Anwendungsgebiete stark ein.Material fatigue can be delayed by limiting the speed. However, this severely limits the areas of application.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mechanische Spannungen zu verringern bzw. zu vermeiden.The object of the invention is to reduce or avoid mechanical stresses.
Die Lösung der Aufgabe gelingt durch Anspruch 1, d.h. einen Rotor für eine dynamoelektrische rotatorische Maschine, insbesondere Asynchronmaschine, mit einem Rotorpaket und einem Kurzschlusskäfig, wobei der Kurzschlusskäfig eine Mehrzahl an elektrisch leitfähigen Käfigstäben und elektrisch leitfähigen Kurzschlussringen aufweist, wobei die Käfigstäbe in Nuten des Rotorpakets angeordnet sind, wobei die Käfigstäbe mit wenigstens einen Kurzschlussring verbunden sind, wobei die Käfigstäbe einen ausgeklinkten Bereich aufweisen.The object is achieved by claim 1, i.e. a rotor for a dynamoelectric rotary machine, in particular an asynchronous machine, with a rotor stack and a squirrel cage, the squirrel cage having a plurality of electrically conductive cage bars and electrically conductive short-circuit rings, the squirrel cage bars in slots of the rotor stack are arranged, wherein the cage bars are connected to at least one short-circuit ring, wherein the cage bars have a notched area.
Vorteilhaft ist ein Kurzschlussring an einem vorderen axialen Ende als auch an einem hinteren axialen Ende des Rotorpakets angebracht.A short-circuit ring is advantageously attached to a front axial end as well as to a rear axial end of the rotor stack.
Die Erfindung eignet sich besonders gut für Rotoren, bei welchen Käfigstäbe und Kurzschlussring durch Laser-Schweißen und/oder durch Elektronenstrahl-Schweißen verbunden werden. Hierbei wird der Kurzschlussring mit den Käfigstäben, vorzugsweise radial von außen, verschweißt. Jedoch eignen sich für die Verbindung von Käfigstab und Kurzschlussring auch andere Verfahren, die eine stoffschlüssige Verbindung ermöglichen.The invention is particularly well suited for rotors in which the cage bars and short-circuit ring are connected by laser welding and/or by electron beam welding. Here, the short-circuit ring is welded to the cage bars, preferably radially from the outside. However, others are also suitable for connecting the cage bar and short-circuit ring Processes that enable a material connection.
Vorteilhaft ist eine Ausführung, wonach der ausgeklinkte Bereich in einer Öffnung des Kurzschlussrings liegt. Somit kann ein Nutgrunddurchmesser im Kurzschlussring erhöht werden.An embodiment is advantageous in which the notched area lies in an opening of the short-circuit ring. A groove base diameter in the short-circuit ring can thus be increased.
Radial betrachtet kann der Kurzschlussring mehr Material aufweisen und somit stabiler sein. Es treten weniger Spannungen auf.Viewed radially, the short-circuit ring can have more material and thus be more stable. There is less tension.
Durch die beschriebene Ausführung reduzieren sich mechanische Spannungen, insbesondere im Kurzschlussring, deutlich.Mechanical stresses, particularly in the short-circuit ring, are significantly reduced by the design described.
Vorteilhaft ist eine Ausführung, wonach ein Übergang vom ausgeklinkten Bereich zu einem anderen Bereich des Käfigstabs eine Rundung aufweist.An embodiment is advantageous in which a transition from the notched area to another area of the cage bar has a rounding.
Dies hat den Vorteil, dass eine Spannungsbelastung des Käfigstabs geringgehalten wird.This has the advantage that stress on the cage bar is kept low.
Besonders vorteilhaft ist hierbei eine Ausführung, wonach ein Übergang vom ausgeklinkten Bereich zum anderen Bereich bogenförmig oder kreissegmentförmig ist.An embodiment is particularly advantageous here, according to which a transition from the notched area to the other area is arcuate or in the shape of a segment of a circle.
Auch eine Kombination mehrerer Formen ist denkbar.A combination of several forms is also conceivable.
Eine bogenförmige oder kreissegmentförmige Ausführung gewährleistet eine gleichmäßige Spannungsverteilung, insbesondere im Bereich dieses Übergangs.A curved or circular segment design ensures an even distribution of stress, especially in the area of this transition.
Vorteilhaft ist zudem eine Ausführung, wonach ein Ende des ausgeklinkten Bereichs in einer Ebene mit einem Ende des Kurzschlussrings liegt.Also advantageous is an embodiment according to which one end of the notched area lies in one plane with one end of the short-circuit ring.
So kann beispielsweise, in Radialrichtung betrachtet, der ausgeklinkte Bereich einen geringeren Durchmesser als der restliche Bereich des Käfigstabs aufweisen.For example, viewed in the radial direction, the notched area can have a smaller diameter than the remaining area of the cage bar.
Vorteilhaft ist eine Ausführungsform, wonach der Übergang im Bereich des Rotorpakets liegt.An embodiment according to which the transition is in the area of the rotor stack is advantageous.
Der ausgeklinkte Bereich kann auch als Bereich mit Ausklinkung bezeichnet werden.The notched area can also be referred to as a notched area.
Der Begriff Ausklinkung bezeichnet ein örtliches Entfernen von Querschnittsteilen eines Bauteils. Ausklinkung kann jedoch auch ein von Anfang an nicht Vorhandensein von äußeren Querschnittsteilen des Bauteils bedeuten.The term notch describes a local removal of cross-sectional parts of a component. However, a notch can also mean that external cross-sectional parts of the component are not present from the start.
Dies wird in den Figuren genauer gezeigt.This is shown in more detail in the figures.
Die Erfindung bietet den Vorteil, dass keine Drehzahlbegrenzung nötig ist. Es können hohe Drehzahlen erreicht werden.The invention offers the advantage that no speed limitation is necessary. High speeds can be achieved.
Die mechanischen Spannungen im Kurzschlussring, insbesondere in Öffnungen des Kurzschlussrings, können deutlich reduziert werden, eine Kerbwirkung wird vermindert. Der Rotor ist für viele Lastspiele, die über 100.000 Zyklen hinausgehen, geeignet, da keine Materialermüdung und auch kein Brechen einer Anschlussstelle zwischen Käfigstab und Kurzschlussring zu befürchten ist.The mechanical stresses in the short-circuit ring, in particular in openings in the short-circuit ring, can be significantly reduced, and a notch effect is reduced. The rotor is suitable for many load cycles that exceed 100,000 cycles, since there is no risk of material fatigue and there is no risk of a connection point between the cage bar and the short-circuit ring breaking.
Eine Betriebsfestigkeit des Rotors kann dadurch gewährleistet werden, da eine Reduktion der mechanischen Spannungen, insbesondere im Kurzschlussring, insbesondere im Nutgrund, reduziert wird.An operational stability of the rotor can be ensured because a reduction in the mechanical stresses, in particular in the short-circuit ring, in particular in the base of the slot, is reduced.
Die Lösung der Aufgabe gelingt ferner durch ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors mit folgenden Schritten:
- Bereitstellen des Rotorpakets,
- Einfügen von Käfigstäben in die axial verlaufenden Öffnungen des Rotorpakets,
- Anbringen wenigstens einer Kurzschlussringscheibe auf aus dem Rotorpaket herausragende Käfigstäbe,
- stoffschlüssiges Verbinden, insbesondere mittels Schweißens der Kurzschlussringscheibe mit den Käfigstäben oder
- Anbringen wenigstens einer weiteren Kurzschlussringscheibe und stoffschlüssiges Verbinden, insbesondere mittels Schweißens der Kurzschlussringscheibe miteinander und mit den Käfigstäben.
- providing the rotor package,
- inserting cage bars into the axially extending openings of the rotor stack,
- Attaching at least one short-circuit ring disk to cage bars protruding from the rotor stack,
- material connection, in particular by means of welding the short-circuit ring disc to the cage bars or
- Attaching at least one further short-circuit ring disk and cohesive connection, in particular by means of welding the short-circuit ring disks to one another and to the cage bars.
Das Verfahren wird in der Figurenbeschreibung näher erläutert.The method is explained in more detail in the description of the figures.
Die Lösung der Aufgabe gelingt ferner durch einen Käfigstab für einen Rotor sowie durch eine dynamoelektrische rotatorische Maschine, aufweisend einen derartigen Rotor.The object is also achieved by a cage bar for a rotor and by a dynamo-electric rotary machine having such a rotor.
Die beschriebenen Käfigstäbe mit dem ausgeklinkten Bereich eignen sich besonders gut für einen Kurzschlussring, der eine Mehrzahl an axial verlaufenden Öffnungen aufweist, wobei die Öffnungen wenigstens im Wesentlichen ringsum um einen Mittelpunkt angeordnet sind, wobei wenigstens ein radiales Ende der Öffnung einen elliptisch geformten Abschnitt aufweist.The described cage bars with the notched area are particularly well suited for a short-circuit ring having a plurality of axially extending openings, the openings being arranged at least substantially around a center point, with at least one radial end of the opening having an elliptically shaped section.
Der elliptisch geformte Abschnitt weist vorteilhaft ein Ellipsenverhältnis von Höhe zu Breite auf, welches zwischen 0,2:1 und 0,6:1 liegt.The elliptically shaped section advantageously has an elliptical ratio of height to width which is between 0.2:1 and 0.6:1.
Zusätzlich kann der Kurzschlussring, benachbart zum elliptischen Abschnitt, wenigstens einen kreisförmigen Abschnitt aufweisen.In addition, the shorting ring may have at least one circular section adjacent to the elliptical section.
Der kreisförmige Abschnitt weist Vorteile hinsichtlich einer Fertigung auf, da beispielsweise mittels eines Fräsers die Öffnungen im Kurzschlussring ausgebildet werden und der kreisförmige Abschnitt einen Radius aufweist, welcher vorteilhaft einem Radius eines Fräswerkzeugs gleicht.The circular section has advantages in terms of production, since the openings in the short-circuit ring are formed, for example, by means of a milling cutter, and the circular section has a radius which advantageously resembles a radius of a milling tool.
Der Kurzschlussring kann mehrere Kurzschlussringscheiben aufweisen.The short-circuit ring can have several short-circuit ring disks.
Vorzugsweise werden die Kurzschlussringscheiben miteinander stoffschlüssig verbunden. Das stoffschlüssige Verbinden wird, z. B. mittels Schweißens, vorteilhaft dann durchgeführt, wenn auch die Käfigstäbe in den Öffnungen vorhanden sind, sodass eine stoffschlüssige Verbindung von Kurzschlussringscheiben untereinander wie auch mit den Käfigstäben erreicht werden.The short-circuit ring disks are preferably connected to one another in a materially bonded manner. The material connection is z. B. by welding, advantageously carried out when the cage bars are also present in the openings, so that an integral connection of short-circuit ring disks with each other as well as with the cage bars can be achieved.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschreiben und erläutert. Es zeigen:
- FIG 1
- einen Schnitt entlang einer Rotationsachse durch einen Rotor einer elektrischen Maschine,
- FIG 2
- Abbildung mechanischer Spannungen aus
FIG 1 , - FIG 3
- einen Schnitt entlang einer Rotationsachse durch einen Rotor einer dynamoelektrischen rotatorischen Maschine,
- FIG 4
- Abbildung mechanischer Spannungen aus
FIG 3 , - FIG 5
- den Rotor mit Öffnungen,
- FIG 6
- die in
FIG 5 offenbarte Öffnung im Detail. - FIG 7
- den Rotor,
- FIG 8
- die dynamoelektrische rotatorische Maschine
- FIG 9
- ein Verfahren zur Herstellung des Rotors.
- FIG 1
- a section along an axis of rotation through a rotor of an electrical machine,
- FIG 2
- Mapping of mechanical stresses
FIG 1 , - 3
- a section along an axis of rotation through a rotor of a dynamo-electric rotary machine,
- FIG 4
- Mapping of
mechanical stresses 3 , - 5
- the rotor with openings,
- 6
- in the
5 disclosed opening in detail. - FIG 7
- the rotor,
- 8
- the dynamo-electric rotary machine
- 9
- a method of manufacturing the rotor.
Die Figur zeigt einen Käfigstab 103, ein Blechpaket 24 sowie eine Welle 25.The figure shows a
Der Käfigstab 103 ist in der Figur mittels Schweißnähten 46 mit Kurzschlussringscheiben 4, 41, 42, 43, 44, 45 verbunden.In the figure, the
Die Kurzschlussringscheiben 4, ...,45 bilden in der Figur einen Kurzschlussring 2.The short-circuit rings 4, ...,45 form a short-
Vorteilhaft weist ein Rotor eine Mehrzahl an Käfigstäben 103 auf, wobei die Käfigstäbe 103 mit dem Kurzschlussring 2 einen Kurzschlusskäfig bilden.A rotor advantageously has a plurality of cage bars 103 , with the cage bars 103 forming a squirrel-cage cage with the short-
In
Es wird daher die in
Die Figur zeigt eine Welle 25 sowie ein Blechpaket 24. Die Figur zeigt zudem einen Käfigstab 3 mit einem ausgeklinkten Bereich 311, einem Übergangsbereich 310 sowie einen weiteren Bereich 312, welcher vorteilhaft innerhalb des Blechpakets 24 liegt.The figure shows a
Der ausgeklinkte Bereich 311 (kann auch Bereich mit einer Ausklinkung genannt werden) liegt in der Figur in einer Öffnung des Kurzschlussrings 2, wobei der Kurzschlussring 2 auch in dieser Figur durch eine Mehrzahl an Kurzschlussringscheiben 4, ...,45 gebildet wird.The notched area 311 (can also be called the area with a notch) is in the figure in an opening of the short-
Der Kurzschlusskäfig, also eine Mehrzahl an elektrisch leitfähigen Käfigstäben 3 und wenigstens ein elektrisch leitfähiger Kurzschlussring 2, vorzugsweise zwei elektrisch leitfähige Kurzschlussringe 2, sind vorteilhaft Teil einer Asynchronmaschine.The squirrel-cage cage, ie a plurality of electrically conductive cage bars 3 and at least one electrically conductive short-
Vorteilhaft weisen alle Käfigstäbe 3 einen ausgeklinkten Bereich 311 auf.All cage bars 3 advantageously have a notched
Auch in dieser Ausführung wird eine elektrische bzw. mechanische Verbindung von Kurzschlussringscheiben 4, ...,45 mit dem Käfigstab 3 durch ein stoffschlüssiges Verbinden, insbesondere Schweißen, erreicht.In this embodiment, too, an electrical or mechanical connection of annular short-circuit disks 4, . . .
Die in
Die mechanischen Spannungen und Belastungen sind in
Derartig ausgeführte dynamoelektrische rotatorische Maschinen können hohe Drehzahlen bewerkstelligen, ohne dass Materialermüdungen zu befürchten sind.Dynamoelectric rotary machines designed in this way can achieve high speeds without fear of material fatigue.
Der in
Vorteilhaft ist ein bogenförmiger Übergang oder ein kreissegmentförmiger Übergang. Die Figur zeigt auch, dass das Ende des ausgeklinkten Bereichs 311 in einer Ebene mit einem Ende des Kurzschlussrings 2 liegt.An arcuate transition or a transition in the shape of a segment of a circle is advantageous. The figure also shows that the end of the notched
Die Kurzschlussringscheiben 4, ...,45 sind untereinander wenigstens teilweise miteinander stoffschlüssig verbunden.The short-circuit ring disks 4, ..., 45 are at least partially bonded to one another.
Der Kurschlussring 2 ist in der Figur rein beispielhaft aus sechs Kurzschlussringscheiben 4, ...,45 gebildet.In the figure, the short-
Die Käfigstäbe 3 sind in einem Rotorpaket 24 angeordnet und ragen aus diesem heraus.The cage bars 3 are arranged in a
Die Käfigstäbe 3 sind vorteilhaft vorgefertigte Käfigstäbe.The cage bars 3 are advantageously prefabricated cage bars.
Durch stoffschlüssiges Verbinden, insbesondere mittels Schweißens, der Kurzschlussringscheiben 4, ...,45 mit den Käfigstäben 3 bzw. durch stoffschlüssiges Verbinden, insbesondere mittels Schweißens, mehrerer Kurzschlussringscheiben 4, ...,45 miteinander und mit den Käfigstäben 3 gelingt eine stabile Verbindung, die hohen Drehzahlen standhalten kann.A stable connection is achieved by integrally connecting, in particular by means of welding, the short-circuit ring disks 4, ..., 45 to the cage bars 3 or by integrally connecting, in particular by means of welding, several short-circuit ring disks 4, ..., 45 to one another and to the cage bars 3 that can withstand high speeds.
Die Kurzschlussringscheiben 4, ...,45 können Formabweichungen aufweisen, beispielsweise zur Bildung einer Mulde damit Schweißmaterial eingebracht werden kann.The short-circuit ring disks 4, ..., 45 can have shape deviations, for example to form a trough so that welding material can be introduced.
Der Kurzschlussring 2 liegt in der Figur auf der Welle 25 auf.The short-
Die Figur zeigt, dass der Kurzschlussring eine Mehrzahl an axial verlaufenden Öffnungen 11 aufweist.The figure shows that the short-circuit ring has a plurality of
Diese Öffnungen 11 sind wenigstens im Wesentlichen vorteilhaft ringsum um einen Mittelpunkt M angeordnet und weisen einen elliptisch geformten Abschnitt auf.Advantageously, these
Dies wird in
Die Öffnung 11 weist wenigstens einen elliptischen Abschnitt 5 auf.The
Der elliptische Abschnitt 5 ist vorteilhaft an einer in Richtung des Mittelpunkts M weisenden Öffnung 11 ausgebildet.The
In der Figur ist eine Ausführungsform gezeigt, in welcher zusätzlich zum elliptischen Abschnitt noch benachbarte kreisförmige Abschnitte 7 bzw. 8 ausgebildet sind.The figure shows an embodiment in which adjacent
Aus dieser Frontalansicht ist zu erkennen, dass ein Käfigstab 3 nicht die gesamte Öffnung 11 ausfüllt.From this front view it can be seen that a
Da die Öffnung nicht durch den Käfigstab 3 ausgefüllt wird, befindet sich beispielsweise Luft L in den nicht ausgefüllten Bereichen.Since the opening is not filled by the
Die Ausklinkung weist in der Figur eine Ausklinkungsfläche 31 auf.The notch has a
Der Rotor 21 weist eine Mehrzahl an Öffnungen 11 auf.The
Die Figur zeigt zudem den Kurzschlussring 2 sowie die Welle 25.The figure also shows the short-
Die Öffnungen 11 verlaufen vorzugsweise axial, eine Rotationsachse des Rotors 21 betreffend, wie bereits in
Die Öffnungen 11 sind in der Figur ringsum um einen Mittelpunkt M angeordnet, wobei wenigstens ein radiales Ende der Öffnung 11 einen elliptisch geformten Abschnitt 5 aufweist.In the figure, the
In einem Verfahrensschritt S1 erfolgt ein Bereitstellen des Rotorpakets.In a method step S1, the rotor stack is provided.
Ein Einfügen von Käfigstäben in die axial verlaufenden Öffnungen des Rotorpakets erfolgt in einem Verfahrensschritt S2.Cage bars are inserted into the axially extending openings of the rotor stack in a method step S2.
In einem Verfahrensschritt S3 erfolgt ein Anbringen wenigstens einer Kurzschlussringscheibe 4, ...,45 auf aus dem Rotorpaket herausragende Käfigstäbe 3.In a method step S3, at least one annular short-circuit disk 4, ...,45 is attached to
In einem Verfahrensschritt S4 erfolgt ein stoffschlüssiges Verbinden, insbesondere mittels Schweißens, der Kurzschlussringe mit den Käfigstäben.In a method step S4, the short-circuit rings are connected to the cage bars in a cohesive manner, in particular by means of welding.
Alternativ kann in einem Verfahrensschritt S5 ein Anbringen wenigstens einer weiteren Kurzschlussringscheibe 4, ...,45, erfolgen.Alternatively, at least one further annular short-circuit disk 4, . . . 45 can be attached in a method step S5.
Ein stoffschlüssiges Verbinden, insbesondere mittels Schweißens der Kurzschlussringscheiben 4, ...,45 miteinander und mit den Käfigstäben 3 gelingt in einem Verfahrensschritt S6.A cohesive connection, in particular by means of welding, of the annular short-circuit disks 4 . . . 45 to one another and to the cage bars 3 succeeds in a method step S6.
Vorteilhaft ist hierbei Laser-Schweißen und/oder Elektronenstrahl-Schweißen. Auch andere Verbindungsarten, insbesondere andere Schweißarten, sind denkbar.Laser welding and/or electron beam welding is advantageous here. Other types of connection, in particular other types of welding, are also conceivable.
Claims (9)
wobei ein Übergang (310) vom ausgeklinkten Bereich (311) zu einem anderen Bereich (312) des Käfigstabs (3) eine Rundung aufweist.Rotor (21) according to one of the preceding claims,
wherein a transition (310) from the notched area (311) to another area (312) of the cage bar (3) has a rounding.
wobei ein Übergang (310) vom ausgeklinkten Bereich (311) zum anderen Bereich (312) bogenförmig oder kreissegmentförmig ist.Rotor (21) according to claim 3,
wherein a transition (310) from the notched area (311) to the other area (312) is arcuate or in the shape of a segment of a circle.
wobei ein Ende des ausgeklinkten Bereichs (311) in einer Ebene mit einem Ende des Kurzschlussrings (2) liegt.Rotor (21) according to one of the preceding claims,
wherein an end of the notched portion (311) is coplanar with an end of the short ring (2).
wobei der Übergang (310) im Bereich des Rotorpakets (24) liegt.Rotor (21) according to one of the preceding claims 3 to 5,
wherein the transition (310) is in the area of the rotor core (24).
oder
or
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EP21205048.8A EP4175137A1 (en) | 2021-10-27 | 2021-10-27 | Rotor for a dynamoelectric rotary machine |
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ID=78414244
Family Applications (1)
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EP21205048.8A Withdrawn EP4175137A1 (en) | 2021-10-27 | 2021-10-27 | Rotor for a dynamoelectric rotary machine |
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EP (1) | EP4175137A1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2021-10-27 EP EP21205048.8A patent/EP4175137A1/en not_active Withdrawn
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